62 Ingenieurwissenschaften
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BigPro: Störungsfreie Produktionssysteme durch die Integration innovativer Big-Data-Technologien
(2016)
Das Forschungsprojekt BigPro hat die Entwicklung einer echtzeitfähigen Big-Data-Plattform zum Ziel, die die Anforderung einer konkreten industriellen Anwendbarkeit einschließt. Die Big-Data-Plattform ermöglicht die reaktionsfähige Gestaltung des Produktionssystems und die Realisierung eines proaktiven Störungsmanagements in der Wertschöpfungskette. Sie dient dazu, Störungen noch vor deren Auftreten zu prognostizieren und durch adäquate Reaktionsmaßnahmen zu verhindern. Aufgetretene Störungen sollen durch die Durchführung situationsgerechter Maßnahmen teil- und vollautomatisiert sowie reaktionsschnell behoben werden.
Das Forschungsprojekt cyberKMU² am FIR widmet sich der plattformgestützten, anforderungsgerechten Auswahl von cyberphysischen Systemen. Dazu wird eine Matching-Logik entwickelt, die gemäß den vorliegenden Anforderungen an die Funktionalität eines CPS ein geeignetes cyberphysisches System vorschlägt. Gleichzeitig stellt die Plattform mit dem Return-on-CPS Informationen über den wirtschaftlichen Nutzen und eine Gegenüberstellung der erwarteten Kosten der jeweiligen Lösung bereit. Die Projektergebnisse werden in Form von physischen Demonstratoren bei den Anwendungspartnern und als öffentlich verfügbare Matching-Plattform validiert.
DigiKMU: Strategische Ausrichtung der Unternehmens-IT zur Umsetzung von Industrie-4.0-Konzepten
(2016)
Industrie 4.0 hält Einzug im mittelständischen Maschinen- und Anlagenbau. Zur erfolgreichen Umsetzung muss allerdings die Herausforderung der Digitalisierung gemeistert werden, wozu es oft einer strategischen Neuausrichtung der Unternehmens-IT bedarf. Im Forschungsprojekt DigiKMU sollen Lösungsansätze am Beispiel der CAD-CAM-NC-Verfahrenskette entwickelt werden. Ein Aspekt des Projekts ist die Untersuchung der Wirkungsbeziehung zwischen CAD-CAM-NC-Modulen und Unternehmenszielen.
Im folgenden Beitrag wird am Beispiel der im BMBF-geförderten Verbundprojekt ELIAS (Engineering und Mainstreaming lernförderlicher industrieller Arbeitssysteme in der Industrie 4.0) entwickelten ELIAS-Community zum Thema der lernförderlichen Arbeitssystemgestaltung der Aufbau eines Expertennetzwerks aufgezeigt. Hierbei wurden die Konzeptualisierung und der Entwicklungsprozess anhand des von der Fachgruppe Community-Management entwickelten Implementierungskonzepts durchlaufen. Zentrales Thema der ELIAS-Community ist es, eine ganzheitliche und multiperspektivische Betrachtung des Themenfeldes „Lernförderlichkeit in der digitalisierten Arbeitswelt" anzubieten.
ECM-Lösungen werden als umfassende Möglichkeit zur Unterstützung der unternehmensinternen und -externen Geschäftsprozesse angesehen und sind bei fortschreitender Digitalisierung unerlässlich. Das Angebot zur Verfügung stehender Funktionen und Anbieter ist jedoch für Anwender undurchsichtig, sodass die richtige Auswahl einer anforderungsgerechten Lösung schwerfällt. Im Projekt "Rezept ECM" wird das innovative Ziel verfolgt, Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus durch den Einsatz von ECM zu ganzheitlichen IT-Lösungen zu verhelfen, um den aktuellen Anforderungen an die Digitalisierung gerecht zu werden und Entscheidungsprozesse zu beschleunigen. Als Orientierungshilfe bei der Etablierung eines unternehmensweiten ECM-Konzepts wird ein anwendungsnahes Modell entwickelt, welches die bestehende IT-Landschaft des Unternehmens berücksichtigt und mit dessen Hilfe sich konkrete Handlungsempfehlungen ableiten lassen.
Das IGF-Vorhaben 19099 N der Forschungsvereinigung FIR e. V. an der RWTH Aachen, Campus-Boulevard 55, 52074 Aachen wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Das Verbundprojekt "Smart Maintenance" zielt auf eine neuartige Softwarelösung für ein vorausschauendes Instandhaltungsmanagement zur Maximierung der Produktionsverfügbarkeit und Minimierung von Ausfallrisiken und Wartungs-/Betriebskosten ab. Aufgrund zunehmender Komplexität der Produktion, Volatilität von Auftragseingängen und Variantenreichtum der Produkte bei immer kürzeren Planungshorizonten gewinnt ein flexibles und leistungsfähiges Instandhaltungsmanagement rasch an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund entwickeln die Verbundpartner FIR e. V. an der RWTH Aachen, GreenGate AG, pro-micron GmbH & Co. KG und die flexis AG gemeinsam eine Lösung zur flexiblen Optimierung von Instandhaltung und Produktion. Die angestrebte IT-Lösung soll nicht nur eine durchgängige Verarbeitung und Analyse aller relevanten Betriebsinformationen der gesamten Produktionsumgebung ermöglichen, sondern zugleich in Abstimmung mit der Produktionsplanung konkrete Handlungsempfehlungen geben, um die optimale Instandhaltungsstrategie zu realisieren.
Ziel des Projekts "Cloudbasierte Collaboration-Software (CCS)" ist es, die Baubranche dokumentenverwaltungstechnisch zu revolutionieren. Mit CCS wird durch die Cloud-Software der Dokumentenaustausch verbessert, indem die Dateien automatisch unternehmensübergreifend synchronisiert werden, sodass jeder Projektmitarbeiter mit denselben aktuellen Dokumenten arbeitet und Fehler durch alte oder falsche Daten ausgeschlossen werden. Zudem werden Daten an der optimalen Stelle im Netzwerk gespeichert, um so die Zugriffszeiten zu minimieren. Ein selbstlernendes Prognoseverfahren errechnet dabei die Notwendigkeit eines Zugriffs eines Users und lädt die entsprechende Datei lokal auf seinem Endgerät. Das Projekt wurde mit Mitteln der Europäischen Union (EU) gefördert.
Industrie-4.0-Maturity-Index
(2017)
DELFIN: Dienstleistungen für Elektromobilität: Förderung von Innovation und Nutzerorientierung
(2016)
Das FIR untersucht im Rahmen des Projekts DELFIN den Markt der Elektromobilität und führt auf Basis der Ergebnisse eine Szenarioanalyse für die Jahre 2020+ durch. In dem folgenden Artikel werden Ausschnitte der Studie beschrieben.
Das Verbundprojekt 01FE13003 der Forschungsvereinigung Forschungsinstitut für Rationalisierung e. V. – FIR an der RWTH Aachen, Campus-Boulevard, 52074 Aachen, „Teilvorhaben FIR: Marktstrukturen und Zukunftsszenarien“ wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung.
DELFIN: Dienstleistungen für Elektromobilität - Förderung von Innovation und Nutzerorientierung
(2016)
Die deutsche Mobilitätsbranche steht derzeit vor einer großen Herausforderung. Für immer mehr Menschen ist Umweltschutz ein Thema von wachsender Bedeutung, wie eine aktuelle Umfrage des Umweltbundesamtes belegt. Für den Mobilitätssektor bedeutet dies, dass er diese zunehmende Relevanz des Umweltschutzes berücksichtigen und in
seine Angebote integrieren muss.
Im Verlauf der Studie gilt es aufzuzeigen, inwiefern die Potenziale dieser beiden Städte in Bezug auf Elektromobilität momentan genutzt werden, was bereits erfolgreich umgesetzt wurde, was sich noch im Aufbau befindet und an welchen Stellen Verbesserungsbedarf lokalisiert werden kann.
DELFIN: Dienstleistungen für Elektromobilität.
Förderung von Innovation und Nutzerorientierung
(2017)
Elektromobilität ist für das „Autoland“ Deutschland kein Zukunftsthema mehr, sondern in der Gegenwart angekommen. Sowohl die vielen Medienberichte als auch die zahlreichen Forschungsprojekte und nicht zuletzt das verstärkte Engagement der deutschen Automobilbranche in puncto Elektromobilität zeigen die zunehmende Bedeutung für Wirtschaft und Gesellschaft. Neben technischen Entwicklungen im Fahrzeugbau, in der Batterietechnologie und im Ladesystem beeinflussen weitere Faktoren, die Verbreitung und damit den Erfolg von Elektromobilität. Die bisherigen Zulassungszahlen von Elektroautos in Deutschland sind noch immer sehr niedrig. Sie bleiben auch weit hinter den Erwartungen der Industrie zurück. Nach wie vor spiegeln sie die Herausforderung wider: die mangelnde Nachfrage durch eine höhere Akzeptanz auf dem Markt zu bewältigen. Der Kauf von elektrifizierten Fahrzeugmodellen ist unattraktiv, weil diese im Vergleich zu anderen Fahrzeugen aufgrund der niedrigen Stückzahlen noch zu teuer sind, die Reichweite zu kurz ist und eine zukunftsfähige Ladeinfrastruktur noch nicht existiert. Dieses häufig genannte „Henne-Ei-Problem“ droht zu einem Teufelskreis zu werden, den es zu durchbrechen gilt.
Dienstleistungen können an dieser Stelle ansetzen und die Verbreitung von Elektromobilität unterstützen. Ladebezogene Dienstleistungen oder auch Reparatur- und Wartungsservices sind dafür essenziell. Sie reichen aber allein nicht aus, um einen Markthochlauf durch steigende Nachfrage deutlich zu verbessern. Um mit neuen Mobilitätskonzepten wettbewerbsfähig zu sein, müssen Erwartungen übertroffen, besser noch eine Begeisterung auf Endnutzerseite erzeugt werden. Darüber hinaus müssen Dienstleistungen Alleinstellungsmerkmale fördern, zusätzliche
Nutzenpotenziale heben und positive Emotionen hervorrufen. Im Einklang mit stetig verbesserten innovativen Produkten können Dienstleistungen eine Brückenfunktion
hin zu nutzerfreundlichen Elektromobilitätsangeboten übernehmen.
Von „Dienstleistungen“ zu sprechen und diese auf ein singuläres Forschungsgebiet zu reduzieren, wäre zu kurz gedacht. Wie auch bei physischen Produkten haben wir
es hier mit einer großen Heterogenität zu tun. Bei Dienstleistungen steht nicht der materielle Wert eines Produkts, sondern die erbrachte Leistung zur Deckung eines Bedarfs im Vordergrund. Erforderlich ist deshalb, eine Vielfalt an Dienstleistungsarten in die Forschung einzubeziehen. Aus diesem Grund wurden mit dem Förderschwerpunkt „Dienstleistungsinnovationen für Elektromobilität“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) 16 Verbundprojekte aus verschiedenen Dienstleistungsbereichen gefördert. Die vorliegende Abschlusspublikation präsentiert die Ergebnisse aus 15 Verbundprojekten
sowie dem wissenschaftlichen Begleitprojekt DELFIN.
Der KVD schafft Brücken zwischen Wirtschaft und Wissenschaft. In der Zusammenarbeit zwischen Mitgliedsunternehmen, relevanten Forschungsinstituten und dem KVD als assoziierter Partner im projektbegleitenden Ausschuss selbst werden neue Dienstleistungen, Businessmodelle und Tools für das strategische Service-Management
entwickelt und in der Service-Praxis etabliert. In der SERVICE TODAY stellt die Redaktion ab sofort in jeder Ausgabe den aktuellen Stand der wissenschaftlichen Projekte in einem Forschungskalender dar und präsentiert ein aktuelles Forschungsprojekt samt aktuellem Zwischenstand. In dieser Ausgabe stellt Marcel Schwartz vom FIR e. V. an der RWTH Aachen das Projekt „ToMiC“ vor.
Produzierende Unternehmen sehen sich jeher den weitreichenden Konsequenzen von Produktionsausfällen und störungsbedingten Stillständen ausgesetzt. Als Lösung hierauf gilt Industrie 4.0 mit dem systematischen Lernen aus Daten für schnellere sowie bessere Entscheidungs- und Anpassungsprozesse. Neben kulturellen und organisationalen Anforderungen zur Umsetzung von Industrie 4.0 stellt der richtige Umgang mit Daten und insbesondere Big Data im zunehmend digital vernetzten Produktionsumfeld Unternehmen derzeit vor große Herausforderungen.
Seit Jahren bestimmt Industrie 4.0 die Diskussionen um die Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen. Der Kern von Industrie 4.0 steht für die Transformation zu einem agilen Unternehmen, um die Produktivität signifikant zu erhöhen, flexibel auf Änderungen zu reagieren und Entscheidungen datenbasiert zu treffen. Das Potenzial ist erkannt, aber die Umsetzung der digitalen Transformation ist herausfordernd.
Der Acatech Industrie 4.0 Maturity Index unterstützt Unternehmen dabei.
Die digitale Vernetzung ist auf dem Vormarsch, dennoch wissen die meisten Unternehmen nicht, wie sie die Vision "Industrie 4.0" für sich nutzbar machen sollen. Daher fokussierte die 7. Aachener Informationsmanagement-Tagung, die am 8. und 9. November 2016 am Cluster Smart Logistik stattfand, das Thema: "Get ready for Connected Industries!". Methodisch fundiert auf dem Industrie-4.0-MaturityIndex der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech), der der Veranstaltung als Rahmen diente, wurden nationale Leuchtturmprojekte gemäß ihrem Reifegrad vorgestellt und wiesen den Weg zur Vernetzung der Industrie.
Der Industrie-4.0-Maturity-Index identifiziert für produzierende Unternehmen in den vier Gestaltungsfeldern diejenigen Fähigkeiten, die für eine erfolgreiche Transformation notwendig sind. Die umfangreiche Bewertung der Fähigkeiten im Rahmen der Anwendung des Industrie-4.0-Maturity-Index zeigt Unternehmen aktuelle Schwachstellen auf und ermöglicht eine individuelle Roadmap zur Erreichung des Zielzustands zu entwickeln.
Mit dem Industrie-4.0-Maturity-Index steht Unternehmen ein Werkzeug zur Verfügung, um die Chancen neuer Technologien strukturiert und investitionssicher zu erschließen. Dazu bricht er die digitale Transformation in die vier Gestaltungsfelder Ressourcen, Informationssysteme, Organisationsstruktur und Kultur herunter. Im dritten Teil unserer Serie zum Maturity-Index berichten wir, wie sich das Modell in der Praxis einsetzen lässt.